РОТОРНЫЙ ГИДРОУДАРНЫЙ ДИСПЕРГАТОР Российский патент 1994 года по МПК B01F7/12 

Изобретение относится к технике измельчения и может быть использовано при производстве бактериального протеина очистки сооружений (бакпротоса) на очистных сооружениях на животноводческих комплексах для выращивания крупного рогатого скота.

Ближайшим техническим решением является роторный гидроударный диспергатор, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продукта, концентрично установленные ротор и статор, образующие между собой кольцевой канал, связанный с каналами, выполненными в виде сужающихся сопел (авторское свидетельство N 1586759, кл. B 01 F 7/12, 1988).

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в роторном гидроударном диспергаторе, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода продукта, концентрично установленные ротор и статор, образующие между собой кольцевой канал, связанный с каналами, выполненными в виде сужающихся сопел, в кольцевом канале со стороны статора и ротора установлены дополнительные перфорированные кольца, внутри которых размещены упругие кольцевые мембраны и кольца с выполненными в них каналами в виде сужающихся сопел, обращенные внутрь кольцевого канала, а основания патрубков подвода продукта и его отвода расположены в кольцевом канале.

На фиг. 1 показан общий вид роторного гидроударного диспергатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг.5 - разрез Б-Б при движении гидропоршня в сопле ротора; на фиг.6 - то же, в сопле статора; на фиг.7 - установка производства бакпротоса из навоза и мочи крупного рогатого скота.

Роторный гидроударный диспергатор содержит корпус 1 с патрубком подвода 2 и патрубком 3 отвода продукта, внутри которого концентрично установлены ротор 4 и статор 5, образующие между собой кольцевой канал 6, с обращенными к нему сужающимися дозвуковыми соплами 7 и 8, которые выполнены в кольцах 9 и 10, смонтированных на кольцевых упругих мембранах 11 и 12, разобщающих расширенные участки сопел 7 и 8, от сопряженных отверстий 13 и 14 дополнительных перфорированных колец 15 и 16 ротора 4 и статора 5, образующих замкнутые полости. Гидровзвесь образует гидропоршни 17 и 18 и замкнутые объемы 19 и 20 с кольцевыми упругими мембранами 11 и 12. Установка для использования роторного гидроударного диспергатора включает мешалки 21 и 22, диспергатор 23, биокультиватор 24 в виде чередующихся реакторных 25 и дутьевых камер 26, причем реакторные камеры 25 сообщены между собой переливными трубами 27, а между дутьевыми 26 и реакторными 25 камерами расположены ложные днища 28, причем в реакторных камерах 25 размещена иммобилизационная насадка 29 в виде гибких нитей 29, фильтрующую центрифугу 30, дезинтегратор 31, теплообменник 32 и емкость для перевозки бакпротоса 33, площадка отходов 34.

Роторный гидроударный диспергатор в установке производства бакпротоса работает следующим образом.

Для получения соответствующего соотношения по биогенным элементам необходимо добавлять на тонну коровьего навоза 0,96 тонны мочи. Навоз направляют в мешалку 21, где разбавляют водой и при перемешивании отделяют минеральные включения. После этого жидкий навоз поступает в диспергатор 23 по патрубку 2 в кольцевой канал 6 между ротором 4 и статором 5, где происходит измельчение органической составляющей навоза до коллоидного состояния. Измельчение происходит механически, гидроударно и кавитационно. Механически - истиранием между соплами 7 и 8 в кольцевом канале 6. Гидроударное и кавитационное измельчение происходит при взаимодействии сопел 7 и 8 с кольцевым каналом 6. При выбросе жидкости из сопла 7 ротора в нем возникает гидропоршень 17, образующий в замкнутом объеме 20 кавитационную полость, с одновременной деформацией мембраны 12. Жидкость в кольцевом канале 6 теряет скорость и скоростное давление переходит в статическое и под повышенным давлением жидкость поступает в следующую полость сопла 7. Жидкость из кольцевого канала 6 заполняет полость сопла 8 статора 5 с деформацией упругой мембраны 11 в сторону отверстия 13 перфорированного кольца 15. В замкнутом объеме 20 при разрежении происходит парообразование. Под действием жидкости гидропоршня 18 в сопле 8 происходит охлаждение пара и его конденсация, так как конденсат занимает в тысячу раз меньше объем, чем пар и в сопле 7 происходит деформация мембраны 12 в сторону отверстия 12. При заполнении замкнутого объема 20 возникают кавитационные явления с повышением локальных давлений в десятки тысяч атмосфер, которые обеспечивают разрушение органической составляющей жидкости. Подобные процессы парообразования и конденсации происходят в соплах 7 ротора 4 и соплах 8 статора 5 многократно с повышением давления от патрубка 2 к патрубку 3. Измельченный до коллоидного состояния коровий навоз поступает в мешалку 22, где разбавляется водой и мочой до концентрации 4-10 г/л или кг/м³. Жидкость поступает в биокультиватор 24. На входе добавляют дезинтеграт из дезинтегратора 31 и бакпротос из центрифуги 30. В реакторной камере 25 жидкость обрабатывается воздухом, нагнетаемым через ложное днище 28 из дутьевой камеры 26, при этом происходит размножение бактерий, которые усваивают биогенные элементы и наращивают свою массу. Жидкость со взвешенными бактериями по переливным трубам 27 переходит на нижележащую реакторную камеру 25, причем благодаря иммобилизационной насадке в виде гибких нитей 29 происходит адаптация бактерий к изменению биогенного состава жидкости и продуктивное его исчерпывание. Жидкость с концентрацией 20-60 г/л или 20-60 кг/м³ поступает в центрифугу 30, где происходит отделение биомассы. Часть биомассы поступает в дезинтегратор 31, где происходит разрушение оболочек бактерий с освобождением физиологически активных веществ и эта часть в качестве биостимулятора поступает на вход в биокультиватор 24, сюда же направляют часть биомассы в качестве "затравки". Избыточное количество биомассы поступает в теплообменник 32, где ее нагревают до 90-95^оС для стерилизации, емкостью 33 развозят потребителям в качестве кормовой протеиновой добавки. Подобная установка может обслуживать фермерские хозяйства, нетоварные фермы подсобных хозяйств предприятий, крупные животноводческие комплексы, т. е. в виде моделей на соответствующую производительность.

Технико-экономический эффект заключается в том, что стоимость бакпротоса в 3-4 раза ниже стоимости гидролизных кормовых дрожжей, а расходы на корма составляют 70% всех расходов, а отсюда создаются предпосылки для снижения стоимости молока, мяса и мясомолочной продукции.

Использование: в производстве бактериального протеина очистных сооружений (бакпротоса) животноводческих комплексов на оборудовании для измельчения. Сущность изобретения: в роторном гидроударном диспергаторе, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода продукта, концентрично установленные ротор и статор, образующие между собой кольцевой канал, связанный с каналами, выполненными в виде сужающихся сопл, в кольцевом канале со стороны статора и ротора установлены дополнительные перфорированные кольца, внутри которых размещены упругие кольцевые мембраны и кольца с выполненными в них каналами в виде сужающихся сопл, обращенных внутрь кольцевого канала, а основания патрубков подвода продукта и его отвода расположены в кольцевом канале. 7 ил.

РОТОРНЫЙ ГИДРОУДАРНЫЙ ДИСПЕРГАТОР, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода продукта, концентрично установленные ротор и статор, образующие между собой кольцевой канал, связанный с каналами, выполненными в виде сужающихся сопл, отличающийся тем, что , с целью повышения эффективности работы диспергатора, в кольцевом канале со стороны статора и ротора установлены дополнительные перфорированные кольца, внутри которых размещены упругие кольцевые мембраны и кольца с выполненными в них каналами в виде сужающих сопл, обращенных внутрь кольцевого канала, а основания патрубков подвода продукта и его отвода расположены в кольцевом канале.